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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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下列標(biāo)準(zhǔn)型CPU 可以提供：

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對(duì)程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

下列緊湊型CPU 可以提供：

• CPU 312C，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計(jì)數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O 、2個(gè)串口和集成計(jì)數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計(jì)數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 、2個(gè)串口和集成計(jì)數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計(jì)數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU

下列技術(shù)型CPU 可以提供：

• CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)、對(duì)程序量有中/高要求、同時(shí)需要對(duì)8個(gè)軸進(jìn)行常規(guī)運(yùn)動(dòng)控制的工廠。
• CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)、對(duì)程序量有高要求、又必須同時(shí)能夠處理運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的工廠

下列故障安全型CPU 可以提供：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進(jìn)行分布式組態(tài)、對(duì)程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全型工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

所有 CPU 均具有堅(jiān)固、緊湊的塑料機(jī)殼。在前面板上的部件有：

• 狀態(tài)和故障 LED
• 模式選擇開關(guān)
• MPI 端口

CPU 還具有以下配置：

• SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC 卡）插槽；
  MMC 卡替代集成的裝載存儲(chǔ)器，因此是操作*品。
• 使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（僅限緊湊型 CPU）
• 連接 PROFIBUS 總線(僅限于DP型CPU)
• RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
• 連接 PROFINET(僅限于PN型CPU)

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護(hù)成本，因此提高了性價(jià)比。

• 高處理速度；
  例如，在 CPU 315-2 DP 中，位運(yùn)算時(shí)，0.05 µs；浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，0.45 µs，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中，位運(yùn)算時(shí)，0.004 µs；浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，0.04 µs
• 擴(kuò)展數(shù)量
• 作為裝載存儲(chǔ)器的 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC）：
  可在微型存儲(chǔ)卡中存儲(chǔ)一個(gè)完整的項(xiàng)目，包括符號(hào)和注釋。RUN 模式下也可以進(jìn)行讀/寫操作。這樣可以降低服務(wù)成本
• 無(wú)需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數(shù)據(jù)

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對(duì) CPU 進(jìn)行編程。可以使用下列編程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運(yùn)行 CPU 314 的工程與組態(tài)工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標(biāo)準(zhǔn)型CPU

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 進(jìn)行編程時(shí)需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對(duì)緊湊型 CPU 進(jìn)行編程時(shí)需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級(jí)。

• 用于S7-300/ET 200M的負(fù)載電源
• 用于將市電電壓轉(zhuǎn)換為所需的24VDC工作電壓
• 輸出電流為 2A、5A 或 10A

S7-300/ET 200M 需要 24V DC 電源。

SITOP 負(fù)載電源把 120/230 VAC 線路電壓轉(zhuǎn)換到所需的 24 VDC 工作電壓。

這些模塊可利用外部電壓為S7-300/ET200M以及傳感器和執(zhí)行器供電。

負(fù)載電源模塊安裝在 CPU/IM 361/IM153（插槽1）左邊的 DIN 導(dǎo)軌上。

通過所提供的電源連接器連接到 CPU/IM 361/IM153 上。

該模板的前面板包括：

• 輸出電壓指示：
  一個(gè) LED 顯示 24 V DC 輸出電壓。
• 線電壓選擇開關(guān)：
  可以通過帶保護(hù)罩的開關(guān)選擇輸入電壓：120 VAC 或 230 VAC。
• 24 VDC 輸出電壓的 On/off 開關(guān)；

前面板上通過蓋板保護(hù)的還有：

• 端子:
  這些端子用于連接輸入電壓電纜、輸出電壓電纜和接地導(dǎo)線。

負(fù)載電源也可安裝在 35 mm 的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上（EN 50 022），這需要下述安裝適配器：

• PS 307-1B 和 PS 307-1E各需一個(gè)適配器
• PS 307-1K 需2個(gè)適配器
• 

• 西門子S7200系列PLC 相關(guān)型號(hào)及簡(jiǎn)介如下：

  1 6ES7211-0AA23-0B0 CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出
  2 6ES7211-0BA23-0B0 CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出
  3 6ES7212-1AB23-0B8 CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出
  4 6ES7212-1BB23-0B8 CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出
  5 6ES7214-1AD23-0B8 CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出
  6 6ES7214-1BD23-0B8 CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出
  7 6ES7214-2AD23-0B8 CPU224XPDC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO
  8 6ES7214-2BD23-0B8 CPU224XP繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO
  9 6ES7216-2AD23-0B8 CPU226 DC/DC/DC,24輸入/16輸出
  10 6ES7216-2BD23-0B8 CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出
  擴(kuò)展模塊
  11 6ES7 221-1BH22-0A8 EM221 16入 24VDC，開關(guān)量
  12 6ES7 221-1BF22-0A8 EM221 8入 24VDC，開關(guān)量
  13 6ES7 221-1EF22-0A0 EM221 8入 120/230VAC，開關(guān)量
  14 6ES7 222-1BF22-0A8 EM222 8出 24VDC，開關(guān)量
  15 6ES7 222-1EF22-0A0 EM222 8出 120V/230VAC，0.5A開關(guān)量
  16 6ES7 222-1HF22-0A8 EM222 8出 繼電器
  17 6ES7 222-1BD22-0A0 EM222 4出 24VDC 固態(tài)－MOSFET
  18 6ES7 222-1HD22-0A0 EM222 4出 繼電器 干觸點(diǎn)
  19 6ES7 223-1BF22-0A8 EM223 4入/4出 24VDC，開關(guān)量
  20 6ES7 223-1HF22-0A8 EM223 4入 24VDC/4出 繼電器
  21 6ES7 223-1BH22-0A8 EM223 8入/8出 24VDC，開關(guān)量
  22 6ES7 223-1PH22-0A8 EM223 8入 24VDC/8出 繼電器
  23 6ES7 223-1BL22-0A8 EM223 16入/16出 24VDC，開關(guān)量

可編程控制器的軟硬件組成詳細(xì)介紹

可編程序控制器(Programmable Controller)原本應(yīng)簡(jiǎn)稱PC，為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)專稱PC相區(qū)別，所以可編程序控制器簡(jiǎn)稱定為PLC(Programmable Logic Controller)，但并非說PLC只能控制邏輯信號(hào)。PLC是專門針對(duì)工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計(jì)的，自帶直觀、簡(jiǎn)單并易于掌握編程語(yǔ)言環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置。

PLC的基本組成

PLC基本組成包括中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口(縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等)、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成，見圖1。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實(shí)際控制對(duì)象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝置構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。

圖1 PLC的基本組成

1. 中央處理器

中央處理器(CPU)由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成并集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。

小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機(jī)，如8031、M68000等，這類芯片價(jià)格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微處理器或單片機(jī)，如8086、96系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器。

CPU按照PLC內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC控制系統(tǒng)完成各項(xiàng)工作任務(wù)。

2. 存儲(chǔ)器

PLC內(nèi)的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)等。

1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器

PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，該部分程序由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。

系統(tǒng)管理程序主要控制PLC的運(yùn)行，使PLC按正確的次序工作；用戶指令解釋程序?qū)LC的用戶指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言指令，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。

系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲(chǔ)器采用ROM或EPROM。ROM是只讀存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器只能讀出內(nèi)容，不能寫入內(nèi)容，ROM具有非易失性，即電源斷開后仍能保存已存儲(chǔ)的內(nèi)容。

EPEROM為可電擦除只讀存儲(chǔ)器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器還有E2PROM、FLASH等。

2)用戶程序存儲(chǔ)器

用戶程序存儲(chǔ)器用于存放用戶載入的PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程序因需修改與調(diào)試，所以稱為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。

通過修改與調(diào)試后的程序稱為用戶執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長(zhǎng)期使用。

3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

PLC運(yùn)行過程中需生成或調(diào)用中間結(jié)果數(shù)據(jù)(如輸入/輸出元件的狀態(tài)數(shù)據(jù)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值和當(dāng)前值等)和組態(tài)數(shù)據(jù)(如輸入輸出組態(tài)、設(shè)置輸入濾波、脈沖捕捉、輸出表配置、定義存儲(chǔ)區(qū)保持范圍、模擬電位器設(shè)置、高速計(jì)數(shù)器配置、高速脈沖輸出配置、通信組態(tài)等)，這類數(shù)據(jù)存放在工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，由于工作數(shù)據(jù)與組態(tài)數(shù)據(jù)不斷變化，且不需要長(zhǎng)期保存，所以采用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM。

RAM是一種高密度、低功耗的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容。

3. 接口

輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。晶體管和晶閘管輸出為無(wú)觸點(diǎn)輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負(fù)載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負(fù)載；繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出型電路，用于低頻負(fù)載。

現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件輸入給PLC各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將CPU送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。

1)輸入接口

輸入接口用于接收和采集兩種類型的輸入信號(hào)，一類是由按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸頭等開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。

以圖2所示的直流輸入接口電路為例，R1是限流與分壓電阻，R2與C構(gòu)成濾波電路，濾波后的輸入信號(hào)經(jīng)光耦合器T與內(nèi)部電路耦合。當(dāng)輸入端的按鈕SB接通時(shí)，光耦合器T導(dǎo)通，直流輸入信號(hào)被轉(zhuǎn)換成PLC能處理的5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電平(簡(jiǎn)稱TTL)，同時(shí)LED輸入指示燈亮，表示信號(hào)接通。微電腦輸入接口電路一般由寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路組成，這些電路集成在一個(gè)芯片上。交流輸入與交直流輸入接口電路與直流輸入接口電路類似。